[发明专利]一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统

权利要求书

1.一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统，其特征在于，包括：

系统用户登录模块，其用于接收输入的用户信息，并控制用户的登录权限；

系统UI设计模块，其用于对登录界面与主操作控制界面进行UI设计；

温室大棚仿真运行模块，其用于将现实温室大棚的环境和设备进行1：1仿真，通过控制仿真温室大棚中的设备的启停，来控制仿真温室大棚的环境参数，从而实现作物的全周期生长仿真；

漫游模块，其通过操作角色来漫游温室大棚；

环境监测模块，其通过Arduino开发板与现实温室大棚的温度传感器(503)、光照传感器(502)和CO₂浓度传感器(504)连接，得到现实温室大棚的温度、光照和CO₂浓度这些环境参数，并根据获取的环境参数来实时调节仿真温室大棚的温度、光照和CO₂浓度。

2.根据权利要求1所述的一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统，其特征在于，所述温室大棚仿真运行模块按照以下步骤运行：

S1、建立仿真温室大棚三维环境模型，按照以下步骤进行：

S11、对现实温室大棚的骨架和设备进行测量，对作物全周期生长的尺寸以及颜色变化进行记录；

S12、利用三维建模软件绘制出仿真温室大棚和设备的三维结构模型以及作物全周期生长的不同模型；

S2、对仿真温室大棚三维环境模型进行渲染，按照以下步骤进行：

S21、绘制现实温室大棚的内饰图、设备外观图和设备布局图；

S22、利用现实温室大棚的内饰图、设备外观图和设备布局图来创建仿真温室大棚和设备的材质，从而对仿真温室大棚和设备的三维结构模型进行渲染；

S3、在Unity 3D的平台建立仿真温室大棚和设备的三维场景，按照以下步骤进行：

S31、将仿真温室大棚骨架的原点作为三维场景的原点(0,0,0)，并将仿真温室大棚进出口朝向作为三维场景的x轴方向；

S32、将仿真设备放置在仿真温室大棚进的设定位置，其中，仿真设备至少包括CO₂储罐、自动灌溉机、风扇、天窗、灯和自动卷帘机；

S33、将作物全周期生长的不同模型的原点设于仿真温室大棚内的同一位置，并依周期排序，依次激活作物模型，当下一周期的作物模型激活时，将上一周期的作物模型设置为未激活；

S34、编写CO₂储罐、自动灌溉机、风扇、天窗、灯和自动卷帘机的运行程序，使CO₂储罐、自动灌溉机、风扇、天窗和自动卷帘机的运行情况根据Arduino开发板(506)采集到环境参数进行实时调整。

3.根据权利要求2所述的一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统，其特征在于，所述漫游模块中，先在Unity 3D平台建立的仿真温室大棚和设备的三维场景中创建一个胶囊来模拟人物，再将相机放入胶囊中作为胶囊的子物体，通过控制胶囊的移动，并利用相机采集场景图像，从而实现在Unity 3D平台建立的仿真温室大棚和设备的三维场景中进行第一人称漫游场景功能。

4.根据权利要求3所述的一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统，其特征在于，在Unity 3D平台建立的仿真温室大棚和设备的三维场景中，对仿真温室大棚和设备的模型均添加用于阻止胶囊穿模的碰撞体。

5.根据权利要求2所述的一种基于Unity3D的温室大棚仿真与环境数据监测系统，其特征在于，所述步骤S34中，CO₂浓度传感器(504)的RX端、TX端、Vin端和GND端分别连接Arduino开发板(506)的D11端、D10端、5V端和GND端，温度传感器(503)的S端、VCC端和GND端分别连接Arduino开发板(506)的D3端、5V端和GND端，光照传感器(502)的SDA端、SCL端、VCC端和GND端分别连接Arduino开发板(506)的A4端、A5端、5V端和GND端，Arduino开发板(506)的USB接头通过USB连接串口线连接液晶显示屏(505)的USB接口。